隧穿場效應(yīng)晶體管

英文全稱：Tunneling Field-Effect Transistor 簡稱TFET

原理：帶間隧穿Band-to-band tunneling  簡稱BTBT

BTBT是在1934年Zener提出，pn結(jié)在反偏狀態(tài)下，n區(qū)導(dǎo)帶中未被電子占用空能態(tài)與p區(qū)價帶中被電子占用能態(tài)有相同能量，勢壘區(qū)窄時，電子從p區(qū)價帶隧穿到n區(qū)導(dǎo)帶；

如下圖所示：

雙柵結(jié)構(gòu)Si 隧穿場效應(yīng)晶體管

是一個p+-i-n+結(jié)構(gòu)

Tox=柵介質(zhì)厚度

Tsi=體硅厚度

i區(qū)上方：柵介質(zhì)和柵電極

通過柵極電壓變化調(diào)制i區(qū)能帶控制電子元器件電流；

理想狀態(tài)

p+區(qū)和n+區(qū)摻雜對稱TFET，不同極性柵極電壓偏置下，可表現(xiàn)出雙極性；

n型TFET：p+區(qū)=源區(qū)   i區(qū)=是溝道區(qū)  n+區(qū)=漏區(qū)

p型TFET：p+區(qū)=漏區(qū)   i區(qū)=溝道區(qū)   n+區(qū)=源區(qū)  

Vd=漏極電壓   Vs=柵極電壓   Vg=柵極電壓

 

 

隧穿場效應(yīng)晶體管工作原理

 

帶間隧穿，S可突破60mV/decade限制，Ioff很低，它的工作電壓可再降低；

如上圖所示：

柵電壓較小下，Ion和Ion/Ioff  > 傳統(tǒng)MOSFTE Ion和Ion/Ioff

因此：隧穿場效應(yīng)晶體管低工作電壓+低功耗邏輯CMOS電子元器件；